从1到n整数中1出现的次数(Java)

2024-08-29 13:58
文章标签 java 次数 整数

本文主要是介绍从1到n整数中1出现的次数(Java),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

题目:

输入一个整数n,求从1到n这n个整数的十进制表示中1出现的次数。例如输入12,从1到12这些整数中包含1的数字有1, 10, 11和12;1一共出现了5次。

第一思路:

利用for循环累加从1到n中每个整数出现1的次数。判断每个整数是否出现1,利用对整数每次对10求余,判断整数的个位数字是不是1。如果这个数字大于10,除以10之后再判断个位数字是不是1。

代码实现:

/*** 求1到n中的每个整数中1出现的总共有多少次*/
public static int numberOf1Between1AndN(int n){if(n<0){			return 0;}int count = 0;for (int i = 1; i <= n; i++) {count += numberOf1(i);}return count;
}
/*** 求每个整数中1出现的次数* @param n* @return*/
private static int numberOf1(int n) {int count = 0;while(n>0){if(n % 10 == 1){++count;}n = n / 10;}return count;
}

最优思路:从数字规律着手,提高时间效率

1:如果第i位(从低位向高位开始)上的数字是0,那么第i位可能出现1的次数仅由更高位决定(如果没有高位,则视高位为0),等于更高位数字*当前位数的权重10^(i-1);

2:如果第i位上的数字为1,则第i位上可能出现1的次数不仅受更高位影响还受低位影响(如果没有低位,则视低位为0),等于更高位数字*当前位数的权重10^(i-1) + (低位数字+1);

3:如果第i位上的数字大于1,则第i位上可能出现1的次数仅由更高位决定(如果没有高位,则视高位为0),等于(更高位数字+1)*当前位数的权重10^(i-1)。

注:(这里的 X∈[1,9] ,因为 X=0 不符合下列规律,需要单独计算)。

首先要知道以下的规律: 

从 1 至 10,在它们的个位数中,任意的 X 都出现了 1 次。 

从 1 至 100,在它们的十位数中,任意的 X 都出现了 10 次。 

从 1 至 1000,在它们的百位数中,任意的 X 都出现了 100 次。

依此类推,从 1 至 10^ i ,在它们的左数第二位(右数第 i 位)中,任意的 X 都出现了 10^(i-1) 次。

以21354为例,寻找1出现的次数:

个位:从1至21350中包含了2135个10,因此1出现了2135次,21351,21352,21353,21354其中21351包含了一个1,故个位出现1的次数为:2135*10(1-1) + 1 = 2136次;

公式:( 2135+1)* 10^(1-1) = 2136;

十位:从1到21300中包含了213个100,因此1出现了213 * 10^(2-1) = 2130次,剩下的数字是21301到21354,它们的十位数字是5 > 1;因此它会包含10个1;故总数为2130 + 10 = 2140次;

公式:(213 + 1)* 10^(2-1) = 2140次;

百位:从1到21000中包含了21个1000,因此1出现了21 * 10^(3-1) = 2100次,剩下的数字是21001到21354,它们的百位数字是3 > 1;因此它会包含100个1;故总数为2100 + 100 = 2200次;

公式:(21 + 1)* 10^(3-1) = 2200次;

千位:从1到20000中包含了2个10000,因此1出现了2 * 10^(4-1) = 2000次,剩下的数字是20001到21354,它们的千位数字是1 = 1;情况稍微复杂些,354 + 1 = 355;故1的总数为2000 + 355 = 2355次;

公式:2 * 10^(4-1) + 354 + 1 = 2355次;

万位:万位是2 > 1,没有更高位;因此1出现的次数是1 * 10^(5-1) = 10000次;

公式:(0 + 1)*10^(5-1) = 10000次;

故总共为:2136+2140+2200+2355+10000=18831次;

故总结:

  • 1、取第 i 位左边的数字(高位),乘以 10 ^(i−1) ,得到基础值 a 。
  • 2、取第 i 位数字,计算修正值: 
    • 1、如果大于 X,则结果为 a+ 10 ^(i−1) 。
    • 2、如果小于 X,则结果为 a 。
    • 3、如果等 X,则取第 i 位右边(低位)数字,设为 b ,最后结果为 a+b+1 。

故代码实现:

public class Main1 {public int numberOf1Between1AndN(int n, int x){if(n < 0 || x < 1 || x > 9){return 0;}int curr, low, temp, high = n, i = 1, total = 0;while(high!=0){high = n / (int)Math.pow(10, i); //获取第i位的高位temp = n % (int)Math.pow(10, i); //curr = temp / (int)Math.pow(10, i-1); //获取第i位low = temp%(int)Math.pow(10, i-1); //获取第i位的低位if(curr == x){ //等于xtotal += high*(int)Math.pow(10, i-1)+ low + 1;}else if(curr < x){ //小于xtotal += high*(int) Math.pow(10, i-1);}else{ //大于xtotal += (high + 1) * (int)Math.pow(10, i-1);}i++;}return total;}public static void main(String[] args) {Main1 m1 = new Main1();int nums = m1.numberOf1Between1AndN(21354, 1);System.out.println(nums);}
}

小结:优中选优是拿下offer的王道。

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http://www.chinasem.cn/article/1118054

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